Диметилсульфáт — химическое соединение, органический сульфат с формулой2SO4. Впервые получен в начале XIX века. Как и все алкилирующие реагенты, диметилсульфат в высоких концентрациях токсичен и проявляет канцерогенные свойства. В то же время он широко применяется как метилирующий агент в органическом синтезе. В некоторых случаях может быть заменён метиловым эфиром трифторметансульфоновой кислоты, или иодметаном.
| Диметилсульфат | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Диметилсульфат |
| Традиционные названия | Диметилсульфат, диметиловый эфир серной кислоты |
| Хим. формула | C2H6O4S |
| Рац. формула | (CH3)2SO4 |
| Физические свойства | |
| Состояние | жидкость |
| Молярная масса | 126,13 г/моль |
| Плотность | 1,33 г/см³ |
| Динамическая вязкость | 1,60 Па·с |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | -32 °C |
| • кипения | 188 (с разложением) °C |
| • разложения | 370 ± 1 °F |
| • вспышки | 83 °C |
| Давление пара | 0,1 ± 0,1 мм рт.ст. |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | гидролизуется |
| Оптические свойства | |
| Показатель преломления | 1,3874 |
| Структура | |
| Дипольный момент | 10,92 Д |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 77-78-1 |
| PubChem | 6497 |
| Рег. номер EINECS | 201-058-1 |
| SMILES |
O=S(=O)(OC)OC
|
| InChI |
1S/C2H6O4S/c1-5-7(3,4)6-2/h1-2H3
VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | WS8225000 |
| ChEBI | 59050 |
| ChemSpider | 6252 |
| Безопасность | |
| Предельная концентрация | 0,1 мг/м3 |
| ЛД50 | 140 мг/кг |
| Токсичность | Класс опасности 2 |
| NFPA 704 |
|
Получение
Для получения диметилсульфата в лаборатории используются различные методы. Простейший — этерификация серной кислоты с метанолом:
Метилнитрит и метилхлорсульфонат также дают диметисульфат:
Ещё один способ получения диметилсульфата — реакция хлорсульфоновой кислоты с метанолом:
Метилирование по углероду
С-Н кислоты метилируются диметилсульфатом в апротонных растворителях
Метилирование по кислороду
Чаще всего диметилсульфат используется для метилирования фенолов. Некоторые простые спирты также могут быть прометилированы, как, например, трет-бутанол в трет-бутилметиловый эфир.
Алкоголяты легко метилируются:
Метилирование сахаров диметилсульфатом называется метилированием по Гаворту.
Метилирование по азоту
Диметилсульфат используется как для получения четвертичных солей так и третичных аминов.
Кватернизованные аммониевые соли жирных кислот используют как ПАВ так и в качестве смягчителя тканей.:
Метилирование по сере
Так же как и метилирование спиртов, алкилируются соли тиолов, но с большей скоростью:
Например:
Этот метод был использован для получения тиоэфиров:
Другие применения
Диметилсульфат может вызвать специфические расщепление гуанина в ДНК путём разрушения имидазольного цикла. Этот процесс может быть использован для определения последовательности оснований в ДНК и других применениях.
Диметилсульфат используется для картирования одноцепочечных фрагментов ДНК. Метод основан на различии скорости метилирования фрагментов цитозина в составе одно- и двуцепочечных нуклеиновых кислот.
Токсикология и безопасность
Высокотоксичное вещество с кожно-резорбтивным воздействием, ЛД50 = 140 мг/кг (мыши, перорально).
Пары диметилсульфата оказывают сильное раздражающее и прижигающее воздействие на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз (воспалительные явления, отёки, поражения дыхательных путей, конъюнктивит). Оказывает также общее токсическое действие, особенно на ЦНС. Жидкий диметилсульфат при попадании на кожу вызывает ожоги и долго незаживающие язвы, в высоких концентрациях омертвение (некроз). Токсичность обусловлена продуктами гидролиза, которые включают метанол и едкую серную кислоту.
Скрытый период при лёгких отравлениях составляет до 15 часов, при отравлениях средней тяжести — до 5 часов, при тяжёлых — до 2—3 часов.
Особенно опасно поражение глаз (возможна потеря зрения). В тяжёлых случаях отравления наблюдается кома, паралич и смерть в течение 3—4 дней. Является сильным канцерогеном, проявляет мутагенные эффекты. Канцерогенный и мутагенный эффекты обусловлены метилированием ДНК.
